三国两晋南北朝的都城遗址，经过勘查发掘的有曹魏邺城、魏晋洛阳城、孙吴武昌城和六朝建邺城。此外有十六国时期的大夏统万城和吐谷浑伏俟城。
曹魏邺城
邺城遗址在河北临漳县境内，今漳河横贯其间。邺城由北南两座相连的城组成，分称为邺北城、邺南城。东汉建安九年（204）曹操开始营建邺城，后来成为曹魏的五都之一。十六时期的后赵、冉魏、前燕皆建都于邺北城。北朝时期的东魏、北齐建都于邺南城，邺北城仍继续使用。邺城废于大象二年（580），先后有六个北方王朝在此建都。
1935年，北平研究院曾对邺城作过实地调查。1983年以来，中国社会科学院考古研究所和河北省文物研究所联合组成邺城考古队进行全面勘查发掘。到目前为止，实地勘测邺北城东西长2400米，南北宽1700米，比《水经·浊漳水注》邺北城“东西七里，南北五里”的记载略小。已探明邺北城的东、南、北三面城墙，确定中阳门、凤阳门、广阳门、建春门、广德门等门址的位置；探明建春门至金明门之间的东西大道，以及连接东西大道的四条南北干道。在这条东西大道以北的宫殿区内，探明十座建筑基址。在西部铜爵园处，探明四座基址。根据勘探发掘，结合文献记载，基本上判明邺北城的平面布局是以建春门和金明门之间的东西大道将城分为南北两区的。北区中央是宫殿区，西边是苑囿，东边是戚里。南区是一般衙署和居民区。城址中间的中阳门大道，正对宫殿区的主要宫殿，形成中轴线，并与凤阳门大道、广阳门大道于行对称。这种规制，标志着我国都城发展史的一个新阶段，改变了汉代以来宫殿区分散的布局。都城中轴线的形成，使都城规划更为对称规整。这种规制对北魏、东魏、北齐、隋唐的都城建制，产生了重要的影响。
对至今仍保存于邺北城西北隅的铜爵台、金虎台以及己毁没的冰井台，也进行了探寻。铜爵台夯土基址现仅存东南角，南北长50米、东西宽43米、高4～6米。南边的金虎台保存较好，现存南北长120米、东西宽71米、高12米。两台相距83米。冰井台在最北边，早被冲积的泥沙所覆盖，探寻无着。
魏晋洛阳城
（曹）魏（西）晋洛阳城都是利用东汉旧城改建的。北魏洛阳城，除继续利用（曹）魏（西）晋洛阳城以外，并在城外四面兴建了外郭城。
曹魏至北魏，洛阳城的城垣，基本上仍沿袭东汉旧制，绝大多数的城门位置，历代相沿不改。汉魏西晋时洛阳城有十二门，门皆双阙。北魏建都洛阳后，曾对汉晋的旧门进行修缮和改建，并在西北角金墉城南边新辟承明门，实为十三门。1985年发掘北魏建春门遗址。建春门为东垣北起第一门，汉曰上东门，门址宽30米，进深约12.5米，共有三个门洞。门洞结构皆采用以夯土墩台及排叉为支撑的大过梁式建筑形式。地层叠压关系表明，东汉、曹魏、西晋、北魏四朝都相继使用这一门址。
洛阳城西北角的全墉城，始建于曹魏。勘查得知，金墉城由三座南北毗连的小城组成，平面略呈“目”字形，南北长约1048米、东西宽约255米，部分城垣残高6米左右。版筑夯墙，土质纯净，结构坚实。它北靠邙山，南依大城，地势高亢，形同堡垒，实为洛阳城的军事要塞。其方位与作用，都与邺城铜爵三台相似。
魏晋时，还在洛阳城及金墉城城垣外侧附设城垛（亦称“马面”），洛阳城西北两面城垣共发现城垛七座，间距110～120米。城垛均长方形，夯筑，面积大小不一，大的19.5×12.5米，小的18.3×8.3米。金墉城外城垛多已毁，幸存者十一座，形制与大城垛相似。它们是迄今所见我国内地古城中出现最早的城垛实例。
魏晋洛阳城内至今犹存的建筑遗址，多数属于北魏遗存，有些则是北魏沿用汉魏旧物。勘查判明，曹魏时，东汉南北宫制已不复存在。曹魏西晋北魏三朝都在汉北宫故地营建皇宫。北魏时，洛阳城从北到南已逐渐被宫城、衙署、寺院和高官宅第所占据。宫城位于全城正中而稍偏西，平面整体作长方形，南北长约1398米，东西宽约660 米，面积约为大城的十分之一。宫城东南西三面保存尚好，北垣已无痕迹。宫城共探出四门：南面一门，西面二门，东面一门。南门即宫城正门阊阖门，门洞缺口宽 46米，是全洛阳城最大的一座城门建筑。宫城内北为苑区，南为宫殿区。宫殿区夯土台基密集，主要集中于阊阖门直北的南北线上，目前已发现二、三十处。
北魏洛阳城内的街道共发现东西横道四条，南北纵道四条。其中的第三条南北纵道，系由宫城直通宣阳门的主干大道。这条南北中轴线，应即北魏的铜驼街。在铜驼街两侧，发现有大面积的建筑遗址，应是《洛阳伽蓝记》所描述的司徒府、太尉府等中央衙署和庙社的遗址。在这里曾清理属于官署的房基一座，出土带刻文和印文的板瓦、筒瓦900多片，瓦上文字记录了管理官员随主、匠师以及承担轮、削、昆等制作工序的工匠姓名。为北魏官府手工业及其管理制度的研究，提供了第一手资料。
北魏洛阳城内的佛寺遗址也引起考古工作者的关注。1979～1981年发掘了当时最大最著名的佛寺永宁寺。永宁寺位于宫城南门西南约1公里处。寺院平面呈长方形，南北长305米、东西宽215米，四周设版筑围墙，东、南、西三面备有一门。木塔建在寺院正中，塔北为殿堂。这种以塔为中心的布置，正是我国早期寺院的典型布局。永宁寺木塔共九级，是当时闻名国内外的高层建筑。现存塔基呈方形，高2.2米，四周青石包砌，每边各设一踏道。塔基上布置排排木柱，中心部位是一个木柱与土坯混作的方形实心体，残高3.6米。在中心柱的南、东、西三面壁上，各有五座弧形的佛龛；北壁留出支架木梯的方形住槽一个，知由此处登塔。根据塔基出土的现状，可以复原这座名塔的基本形状，并由此推知北魏时期的建筑技术水平。
在永宁寺塔基发掘中，发现一批大型的佛教泥塑和彩绘影塑，造型逼真，工艺精湛，堪称北魏最上乘的雕刻珍品，在我国佛教美术史上占有重要地位。
勘查工作还证实，北魏确实在洛阳城外创建外郭城。六十年代初，在城北邙山上探出外郭城的北城墙数段，连接总长1000多米。1984年又探出外郭城的西城墙及可能是郭城门的阙口。外郭城西墙长达4000余米；阙口三个，东面正对内城城门。1991年又探出外郭城的东城墙1000多米。这些发现，初步证实《洛阳伽蓝记》所载“京师二十里，南北十五里”的真实性。如加上洛河以南的四夷馆、四夷里，南北亦为二十里，成为我国古代都城中规模最大的都城之一。
孙吴武昌城和六朝建邺城
曹魏黄初元年（220）孙权始都武昌，吴黄龙元年（229）迁都建邺。东晋依吴建邺旧城为都，改称建康。终南朝之世，建邺城址无大变动。可见武昌城和建邺城对中国南方的都城建筑具有很大影响。
武昌城故址在湖北鄂城县城迤东一带，城址轮郭仍隐约可见。城垣平面基本上呈长方形，东西长1100 米，南北长500米，周长约合汉代8里。城垣依自然地形构筑，与同期建邺石头城（今南京市）和京口城（今镇江市）的作法一样，体现了长江中下游滨江城他的特点。具体说，武昌城北垣和东垣北段主要是依靠江湖之险，不设城壕；西垣、南垣和东垣南段的城垣，则构筑较为严实。夯土筑造，保存最好的南垣一段，基部宽 18～28米，残高4.6米。城垣四角有夯土基址，似为角楼一类建筑。在一段保存尚好的南垣外侧，发现一突出土台，似为“马面”遗存。城垣外侧均挖有宽而深的城壕，其中南城壕至今尚存，长270米，宽90多米。经钻探，城壕一般宽5O～70米，深5米。武昌城有五门，除流（临）津门可确定外，其他四门已无遗迹可寻。城内北部似有子城，约为武昌宫所在。城西有郭城遗迹。西郊外沿西山南麓是当时的墓地。城南有冶铁遗址。武昌城北依大江，西屏西山、樊山，南阻南湖，形势险要；又有良港、铁冶。六朝时期，武昌城一直是控制长江中游的军事重镇。
建邺城位于今南京市区。东晋南迁，在吴旧城的基础上改建都城和宫城，布局仿魏普洛阳城，基础仍依建邺旧制。历东晋、南朝，城年宫室官署屡有改变，但都城范围、城门名称并无大变动。
关于建邺（建康）都城的范围和富城、城门的位置，《建康实录》和《舆地志》均有记载，朱偰在《金陵古迹图考》曾做过详细查考。可惜的是，这座六朝都城早在隋朝初年夷为平地，以后各代又屡有扰动破坏，现在已难于验证。
大夏统万城
公元407年，匈奴族首领赫连勃勃窃据朔漠，僭称天王大单于，国号夏。413年因汉奢延城改建统万城为都城，成为北朝十六国都城之一。故址在今陕西省靖边县白城子的无定河北岸原上。分东西两城，两城外围有郭城。郭城依无定河北岸地形，呈西南向东北方向延伸，破坏严重，南垣、北垣情况不明，东垣西垣相跨5公里，可知范围相当广阔。西城是内城，呈南北长东西窄的长方形，东南北三垣平直，西垣有一处曲折，周长2470米。
内城四面各开一门，南北东三门仅存基址，西门瓮城尚存，门道宽3 米。城垣四隅有突出城外的墩台。墩台作长方形或方形，高出城垣。西南隅墩台最高，达31.62米。四隅墩台上建角楼，角楼已毁。从墩台顶面平坦，中央置一大础石，以及残存的柱槽、板道等遗迹考察，推知角楼围以栏干，其下有层层板道，状若架设于峭壁上的栈道。每面城垣外侧均建“马面”。东西北三面各有马面十座，南垣八座，较宽厚，每座长18.8米、宽16.4米。正中有方形竖坑，从出土的高粱米、木材等遗物判断，应为仓储建筑。这在我国城市建筑史上是非常罕见的。城内中部偏南处有长方形夯土台基一处，残高1.2～1.5米，从出土的花纹方砖及大瓦判断，应是大夏宫殿遗址。
东城后建，略大于西城，周长2566米。两城毗连，东城西垣即西城东垣。亦有城门（北垣无门）、墩台、马面等设施。保存较差。
郭城和东西城的城垣、墩台和马面，均由三合土夯筑，呈青灰色，质地极为坚硬。经化验，主要成分是石英、粘土和石灰。
保存在统万城址内的遗物相当丰富，瓦砾成堆，生活日用的陶瓷片俯拾皆是。遗物的年代比较杂乱，汉晋唐宋都有。据《魏书·食货志》记载，赫连勃勃营建时，这一带是水碧山青的绿洲。魏灭夏后，这里成为牧场。唐初为农业区，唐末以后，植被遭到严重破坏，于是底沙泛起成流沙。至北宋末，这里已是一片沙漠。具有六百年历史的统万城，从此沦为废墟，湮没在一望无垠的毛乌素沙漠里。从统万城的变迁，可以看出鄂尔多斯高原自然面貌剧烈变化之一斑。吸取毁林造成严重恶果的历史教训，是具有重要的现实意义的。
吐谷浑伏俟城
西晋末，慕容鲜卑首领吐谷浑率所部西迁，抵今甘肃青海间。至六世纪，其王夸吕始称可汗，居伏俟城。据1960年和1981年的调查研究，今青海湖西岸铁卜卡古城即吐谷浑伏俟城故址。伏俟故城由郭城和内城组成。郭城平面长方形，城垣用砾石垒砌，东西宽1400米，北垣被切吉河冲毁，长度不明。郭城内偏东有南北内墙一道。内城在郭城西部，平面方形，每边长约200米。墙上无雉堞，仅东墙正中开门。城内偏西北处发现大型台基，方形，每边长70米，似为宫殿遗址。城内有通衙，布局与城墙方向一致，东西向与南北向交叉呈方格状。城门和宫殿皆东向，可能是沿袭鲜卑“以穹庐为舍，东开向日”的旧俗。地面遗迹稀少，反映了慕容鲜卑西徙青海后仍然过着“有城郭而不居，随逐水草，庐帐为屋”的生活。